KR100305099B1 - Single-chip system having electrostatic discharge (esd) protective circuitry - Google Patents
Single-chip system having electrostatic discharge (esd) protective circuitry Download PDFInfo
- Publication number
- KR100305099B1 KR100305099B1 KR1019970064853A KR19970064853A KR100305099B1 KR 100305099 B1 KR100305099 B1 KR 100305099B1 KR 1019970064853 A KR1019970064853 A KR 1019970064853A KR 19970064853 A KR19970064853 A KR 19970064853A KR 100305099 B1 KR100305099 B1 KR 100305099B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- diffusion region
- conductivity type
- pad
- discharge line
- diffusion
- Prior art date
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 102
- 230000001012 protector Effects 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 13
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 13
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 44
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 34
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 18
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
Abstract
정전기 및 정전방전 (ESD) 으로부터 시스템을 효과적으로 보호하고 시스템에 결함이 생기는 것을 방지하기 위하여, 제 1 전도성타입 반도체기판상에 형성되는 시스템은 신호를 수신하기 위한 패드, 상기 패드에 접속된 보호요소, 및 상기 보호요소에 접속된 방전라인을 구비한다. 상기 보호요소는 단일 바이폴라트랜지스터부 및 상기 바이폴라트랜지스터부에 인접한 하나 이상의 다이오드부를 구비한다.In order to effectively protect the system from static electricity and electrostatic discharge (ESD) and to prevent defects in the system, the system formed on the first conductivity type semiconductor substrate includes a pad for receiving signals, a protective element connected to the pad, And a discharge line connected to the protection element. The protection element has a single bipolar transistor portion and at least one diode portion adjacent the bipolar transistor portion.
Description
본발명은 일반적으로 단일칩 시스템 (예를 들어, CPU, DRAM) 에 관한 것으로, 특히 정전기 (즉, 정전방전) 로부터 시스템을 보호하고 정전파괴로부터 내부 회로를 보호하기 위한 회로를 갖는 시스템에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to single chip systems (e.g. CPUs, DRAMs), and more particularly to systems having circuitry for protecting the system from static electricity (i.e. electrostatic discharge) and for protecting internal circuits from electrostatic failure. .
(CPU, DRAM 과 같은) 단일칩 반도체시스템을 제조하는데 있어서의 최근의 발전으로, 단일칩 반도체시스템은 고집적화되어 왔고 시스템의 칩 사이즈가 점점 더 작아져 왔다. 따라서, 예를 들어, 단일칩 반도체시스템에 형성된 MOS (metal oxide semiconductor) 트랜지스터나 다이오드는 낮은 브레이크다운 전압을 갖는다. 그래서, 단일칩 반도체시스템의 MOS 트랜지스터 및 다이오드는 단일칩 반도체시스템에 정전기가 발생할 때 쉽게 파괴된다.With recent developments in manufacturing single chip semiconductor systems (such as CPUs and DRAMs), single chip semiconductor systems have been highly integrated and the chip size of the systems has become smaller and smaller. Thus, for example, a metal oxide semiconductor (MOS) transistor or diode formed in a single chip semiconductor system has a low breakdown voltage. Thus, MOS transistors and diodes of a single chip semiconductor system are easily destroyed when static electricity is generated in the single chip semiconductor system.
정전기로부터 시스템을 보호하기 위하여, 일본특개평 3-91264 및 319480/96와 일본특개평 7-86510 에 있는 종래의 단일칩 반도체 시스템은 정전기, 정전방전 (ESD) 및 브레이크다운으로부터 시스템을 보호하기 위한 회로인 정전기보호기를 갖는다.In order to protect the system from static electricity, the conventional single-chip semiconductor systems in Japanese Patent Laid-Open Nos. 3-91264 and 319480/96 and Japanese Patent Laid-Open No. 7-86510 provide a system for protecting the system from static electricity, electrostatic discharge (ESD) and breakdown. It has a static electricity protector which is a circuit.
도 1 은 복수의 금속패드 (11), 금속라인 (12) (예를 들어, 알루미늄), 복수의 기생 바이폴라트랜지스터 (13), 및 복수의 다이오드 (14) 를 포함하는 일본특개평 7-86510 에 기재된 정전기보호기를 도시한다. 기생 바이폴라트랜지스터(13) 의 콜랙터는 금속패드 (11) 에 접속되고, 기생 바이폴라트랜지스터 (13) 의 에미터는 금속라인 (12) 에 접속되며, 기생 바이폴라트랜지스터 (13) 의 베이스는 상기 에미터에 접속된다. 다이오드 (14) 의 P 형 영역은 금속패드 (11) 에 접속되고 다이오드 (14) 의 N 형 영역은 금속라인 (12) 에 접속된다.1 is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 7-86510 including a plurality of
그러므로, 정전기에 의해 초래된 현저히 높은 전압이 상기 복수의 금속패드 (11) 의 임의의 두 금속패드 사이에 인가되어도, 전압클램핑효과에 의해 정전기가 방전되기 때문에, 금속패드 (11) 에 접속된 내부회로 (도 1 에 도시되지 않음) 는 파괴되지 않는다. 특히, 전압클램핑효과는 기생 바이폴라트랜지스터 (13) 및 다이오드 (14) 를 이용하여 하나의 금속패드 (11) 상의 정전기를 다른 금속패드 (11) 로 방전한다.Therefore, even if a significantly high voltage caused by static electricity is applied between any two metal pads of the plurality of
상기한 대로, 도 1 의 정전기보호기 회로구조를 갖는 단일칩 시스템은, 이상적으로는, 안정하게 그리고 정확하게 작동한다.As noted above, the single chip system with the electrostatic protector circuit structure of FIG. 1 ideally operates stably and accurately.
그러나, 실제적으로는, 도 1 의 정전기보호기는, 도 2 에서와 같은 구조 및 레이아웃을 갖는 경우에, 제대로 작동하지 않는다.In practice, however, the electrostatic protector of FIG. 1 does not work properly when it has the structure and layout as in FIG.
도 2 는 관련기술의 시스템 (선행기술의 시스템이 아님) 으로서 도 1 의 정전기보호기의 예시적인 다이어그램을 나타낸 것이다. 도 2 에서, 금속패드 (11) 는 복수의 핑거를 갖는 사다리부 (15) 를 갖는다. 또한, 금속라인 (12) 은 기생 바이폴라트랜지스터 (13) 및 다이오드 (14) 를 형성하기 위한 핑거를 갖는다. 도 2 에서, P 형 실리콘기판내에 있는 P+불순물 확산영역 (181-183) 및N+불순물 확산영역 (171-176) 으로 구성되는 세 개의 다이오드부 (14a,14b,14c) 및 두 개의 바이폴라트랜지스터부 (13a,13b) 가 있다. 콘택홀 (16) 은 금속패드 (11) 나 금속라인 (12) 을 불순물 확산영역중의 하나에 접속하기 위하여 이용된다.FIG. 2 shows an exemplary diagram of the electrostatic protector of FIG. 1 as a related art system (not prior art system). In FIG. 2, the
현저히 높은 양의 전압이 금속패드 (11) 에 인가되면, 금속패드 (11) 에 접속된 N+불순물 확산영역 (171,172,173,174,) 중의 어느 하나에 브레이크다운이 발생한다. 예를 들어, 도 2 의 N+불순물 확산영역 (171) 의 한 지점 (A) 에서 브레이크다운이 발생한다.When a significantly high amount of voltage is applied to the
전류가 P 형 반도체기판으로 흐르기 때문에, A 지점에서의 P 형 반도체기판의 전압이 증가한다.Since current flows to the P-type semiconductor substrate, the voltage of the P-type semiconductor substrate at the point A increases.
따라서, N+불순물 확산영역 (172) 과 P 형 반도체기판 사이의 접합이 순방향으로 바이어스된다. 이 때, 전류가 금속라인 (12) 으로 흘러서 기저전류로서 동작한다. 그 결과, 기생 바이폴라트랜지스터의 바이폴라 동작이 A 지점에서 개시된다.Therefore, the junction between the N +
이 때, 바이폴라 동작은, 기하학적인 진행 (즉, 연쇄반응) 과 유사하게, A 지점 근처의 다른 바이폴라 동작을 개시하게 한다. 따라서, 종국에는 바이폴라 동작이 전 영역 (13a) 에서 발생한다.The bipolar operation then initiates another bipolar operation near point A, similar to the geometric progression (ie, chain reaction). Accordingly, bipolar operation eventually occurs in the
그러나, 전 영역 (13a) 에서의 전압 레벨의 증가가 영역 (13b) 에서의 전압 레벨을 증가시키지는 못하는데, 그 이유는 P+불순물 확산영역 (182) 이 영역 (13a) 및 영역 (13b) 사이에 형성되기 때문이다. 따라서, 그 구조 부분의 절반만이 트랜지스터로서 작동하므로, 도 2 의 정전기보호기는 그 최대 성능으로 작동하지는 못한다.However, an increase in the voltage level in the
전압클램프의 성능은 감소하고 바이폴라트랜지스터 (13) 는 파괴된다. 특히, 바이폴라 동작 영역이 좁다면, 정전기보호기에서의 전류 경로의 저항은 증가한다. 결과적으로, 전압클램프 보호성능은 낮아지고, 또한 바이폴라트랜지스터 (13) 를 통과하는 전류밀도는 증가한다. 따라서, 접합 저하가 유도되고, 궁극적으로는, 바이폴라트랜지스터 (13) 가 파괴된다.The performance of the voltage clamp is reduced and the
따라서, 앞에서 언급했듯이, 종래의 단일칩 반도체시스템은 정전기로부터 효과적으로 보호되지 못한다. 이것이 문제다.Thus, as mentioned above, conventional single-chip semiconductor systems are not effectively protected from static electricity. This is the problem.
종래의 시스템에 관한 전술한 문제점 및 다른 문제점을 고려한 것으로, 본발명의 목적은 향상된 단일칩 반도체 시스템을 제공하는 것이다.In view of the above and other problems with conventional systems, it is an object of the present invention to provide an improved single chip semiconductor system.
본 발명의 다른 목적은 단일칩 반도체 시스템을 위한 향상된 정전기보호기를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an improved electrostatic protector for a single chip semiconductor system.
제 1 태양에서, 본 발명에 따른 제 1 도전형 반도체 기판상에 형성되는 시스템은 신호를 수신하기 위한 패드, 상기 패드에 접속된 내부회로, 방전라인, 및상기 패드와 방전라인에 접속된 정전기보호기를 구비하는데, 여기에서, 상기 정전기보호기는 단일 바이폴라 트랜지스터부 및 상기 바이폴라 트랜지스터부에 인접한 하나 이상의 다이오드부를 구비한다.In a first aspect, a system formed on a first conductivity type semiconductor substrate according to the present invention includes a pad for receiving a signal, an internal circuit connected to the pad, a discharge line, and an electrostatic protector connected to the pad and the discharge line. Wherein the electrostatic protector includes a single bipolar transistor portion and one or more diode portions adjacent to the bipolar transistor portion.
본 발명의 유일하고 비자명한 구조로, 상기 정전기보호기는 단일 바이폴라트랜지스터부 및 상기 바이폴라트랜지스터부에 인접한 하나 이상의 다이오드부를 구비한다. 따라서, 정전파괴가 일어나는 경우에, 상기 바이폴라트랜지스터부의 모든 곳에서 바이폴라 동작이 일어나게 된다. 그 결과로, 본 발명에 따른 시스템은, 앞에 기재된 종래의 시스템에 비하여, 효과적으로 그리고 강력하게 보호된다.In a unique and non-obvious structure of the present invention, the electrostatic protector includes a single bipolar transistor portion and one or more diode portions adjacent to the bipolar transistor portion. Therefore, when electrostatic breakdown occurs, bipolar operation occurs everywhere in the bipolar transistor portion. As a result, the system according to the invention is effectively and strongly protected compared to the conventional system described above.
도 1 은 종래의 단일칩 시스템에서의 정전기보호기의 회로 다이어그램.1 is a circuit diagram of an electrostatic protector in a conventional single chip system.
도 2 는 관련기술의 단일칩 시스템에서의 정전기보호기의 상세한 회로 다이어그램 (선행기술이 아닌 관련기술임).2 is a detailed circuit diagram of an electrostatic protector in a single chip system of the related art (not related art but related art).
도 3 은 본 발명에 따른 단일칩 반도체 DRAM 시스템의 다이어그램.3 is a diagram of a single chip semiconductor DRAM system in accordance with the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 단일칩 반도체 DRAM 시스템에서의 정전기보호기의 상세한 회로 다이어그램.4 is a detailed circuit diagram of an electrostatic protector in a single chip semiconductor DRAM system according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 정전기보호기의 단면의 회로 다이어그램.5 is a circuit diagram of a cross section of an electrostatic protector according to the present invention;
도 6 은 본 발명에 따른 확산영역의 상세한 다이어그램.6 is a detailed diagram of a diffusion region in accordance with the present invention.
도 7 은 도 6 의 선 (Ⅶ-Ⅶ') 을 따라 취해진 소자구조의 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view of the device structure taken along the line VII-VII 'in FIG. 6; FIG.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
221~ 227: N+불순물 확산영역 231~ 234: P+불순물 확산영역22 1 to 22 7 : N +
24 : 바이폴라트랜지스터부 25a, 25b : 다이오드부24:
26 : 금속패드 291~ 296: 내부 콘택홀26:
301~ 306: 콘택홀 50 : 정전기보호기30 1 ~ 30 6 : Contact hole 50: Static electricity protector
51 : 방전라인51: discharge line
전술한 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점은, 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 이하의 상세한 설명으로부터 더 잘 이해할 수 있을 것이다.The above and other objects, features and advantages will be better understood from the following detailed description of preferred embodiments of the invention with reference to the drawings.
이하, 도면을 참조하여, 특히, 도 3 내지 도 7 을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 단일칩 반도체 DRAM 메모리시스템 (60)을 설명한다.Hereinafter, a single chip semiconductor
이 실시예에서, DRAM 시스템 (60) 은 정전기를 방전하기 위한 방전라인 (51), 상기 방전라인 (51) 에 접속된 복수의 정전기보호기 (50), 상기 정전기보호기 (50) 에 접속된 금속패드 (26a-26d), 로우 (row) 해독기 (52), 칼럼 (column) 해독기 (53), 복수의 비트라인 (도시되지 않음) 과 워드라인 (도시되지 않음) 및 샌스증폭기 (도시되지 않음) 를 구비하는 셀어레이 (즉, DRAM 셀어레이)(54), 및 입출력 회로 (55) 를 구비한다.In this embodiment, the
금속패드 (26a-26d) 는 대응하는 리드 (즉, 금속배선) (도시되지 않음) 에 각각 접속되고, DRAM 시스템 (60) 은 수지를 이용하여 몰딩된다.The
예를 들어, 도 3 에서, 금속패드 (26a) 는 접지전압 (0 V) 을 수신하기 위하여 사용되고, 금속패드 (26b) 는 높은 전압 (Vcc > 0 V) 을 수신하기 위하여 사용되고, 금속패드 (26c) 는 어드레스신호를 수신하기 위하여 사용되며, 금속패드 (26d) 는 데이터를 입력하거나 출력하기 위하여 사용된다. 로우해독기 (52), 칼럼해독기 (53), DRAM 셀어레이 (54) 및 입출력회로 (55) 는 독출동작 및 기입동작용으로 접지전압 및 고전압 (Vcc) 을 수신한다.For example, in FIG. 3, the
독출동작을, 오프칩 (off-chip) CPU 에 의해 실행하는 경우, 로우해독기 (52) 는 어드레스신호를 해독하고 대응하는 워드라인을 활성화시킨다. 칼럼해독기 (53) 는 어드레스신호를 해독하고 대응하는 비트라인을 선택한다. 그리고 나서, 센스증폭기는 대응하는 워드라인 및 비트라인에 접속된 DRAM 셀로부터의 데이터를 증폭한다. 이 데이터는 금속패드 (26d) 로 출력된다.When the read operation is executed by the off-chip CPU, the
기입동작을, 오프칩 CPU 에 의해 실행하는 경우, 로우해독기 (52) 는 어드레스신호를 해독하고 대응하는 워드라인을 활성화시킨다. 칼럼해독기 (53) 는 어드레스신호를 해독하고 대응하는 비트라인을 선택한다. 그리고 나서, 금속패드 (26d) 로부터의 데이터를 DRAM 셀에 저장한다.When the write operation is executed by the off-chip CPU, the
도 4 는 본발명에 따른 정전기보호기 (50) 를 상세히 나타낸 것이다. 도 4 에서, 금속패드 (26) 는 금속패드 (26a-26d) 중의 하나를 나타낸다.4 shows the
금속패드 (26) 는 복수의 핑거를 갖는 사다리부 (28) 를 갖는다. 방전라인 (51) 은 또한 도 1 에 도시된 회로접속을 갖는 다이오드 및 기생 바이폴라트랜지스터를 형성하기 위하여 복수의 핑거를 갖는 실질적으로 사다리 모양을 갖는다. 도 4 에서, P 형 실리콘기판 (21) 내에 N+불순물 확산영역 (221-227) 및 P+불순물 확산영역 (231-234) 으로 구성되는 하나의 기생 바이폴라트랜지스터부 (24) 및 두 개의 다이오드부 (25a,25b) 가 있다. N+불순물 확산영역 (221-227) 및 P+불순물 확산영역 (231-234) 은 실질적으로 직사각형 모양을 가지며, 이 직사각형의 긴변의 바람직한 길이는 약 50 ㎛ 이다. 콘택홀 (30) 은 금속패드 (26) 나 방전라인 (51) 을 상기 불순물 확산영역중의 하나에 접속하기 위하여 사용된다.The
도 5 는 N+불순물 확산영역 (221-227) 및 P+불순물 확산영역 (231-234) 사이의 관계를 보이기 위한 회로 다이어그램이다. 정전기보호기 (50) 의 중간 부분에는 다이오드부가 없고, 정전기보호기 (50) 의 측면에 다이오드부가 위치해 있다.5 is a circuit diagram for showing the relationship between the N + impurity diffusion region (22 1 -22 7) and a P + impurity diffusion region (23 1 -23 4). The middle portion of the
도 6 은 도 5 에 도시된 N+불순물 확산층 (223,224) 의 단면을 도시한다. (도 4 에서 참조번호 (30) 로 기재된) 콘택홀 (301-306) 이 있다. 더욱이, 내부콘택홀 (291-296) 이 있다.FIG. 6 shows a cross section of the N + impurity diffusion layers 22 3 , 22 4 shown in FIG. 5. (Described in FIG. 4 with reference number 30) there are contact holes (30 1 -30 6). Furthermore, the inner contact hole (29 1 -29 6).
N+불순물 확산층 (223,224) 의 네 코너는 둔각을 가져서, 제 1 및 제 2 확산층 (223,224) 각각의 코너는 각지거나 선형으로 무뎌지게 된다. 내부 콘택홀 (294) 의 한 코너 (31) 로부터 N+불순물 확산층 (224) 의 한 코너 (32) 에 이르는 거리 (d1) 가 코너 (31) 로부터 N+불순물 확산층 (224) 의 측면부 (33) 에 이르는 거리 (d2) (즉, 콘택홀 (294) 의 한 측면에 의해 형성되는 평면에 실질적으로 수직한 거리 (d2) 를 나타내는 라인) 보다 길다.N + four corners of the impurity diffusion layer (22 3, 22 4) is gajyeoseo an obtuse angle, the first and the second diffusion layer (22 3, 22 4), each of the corner becomes dull with the country or linear. Of the N + impurity diffusion layers (22, 4) from a corner (31) N + impurity diffusion layer (22 4) having a corner (32) the distance (d 1) has a corner (31) up to from inside the contact holes (29, 4) the distance (d 2) ranging from the
더욱이, 내부 콘택홀 (291-293) 은 내부 콘택홀 (294-296) 과 마주보도록 형성되고, 또한 콘택홀 (304-303) 은 콘택홀 (304-306) 과 마주보도록 형성된다. 즉, 콘택홀 (301) 로부터 콘택홀 (304) 에 이르는 거리 및 콘택홀 (302) 로부터 콘택홀 (304) 에 이르는 거리는 동일하다 (즉, 등거리). 이와 유사하게, 콘택홀 (302) 로부터 콘택홀 (305) 에 이르는 거리 및 콘택홀 (303) 로부터 콘택홀 (305) 에 이르는 거리도 동일하다.Furthermore, inside the contact hole (29 1 -29 3) it is formed so as to face inside the contact holes (29 4 -29 6), and contact holes (30 4 -30 3) has contact holes (30 4 -30 6) and It is formed to face. That is, the distance from the
내부 콘택홀 (291) 로부터 내부 콘택홀 (294) 에 이르는 거리 및 내부 콘택홀 (295) 로부터 내부 콘택홀 (291) 에 이르는 거리는 동일하다. 이와 유사하게, 내부 콘택홀 (292) 로부터 내부 콘택홀 (295) 에 이르는 거리 및 내부 콘택홀 (292) 로부터 내부 콘택홀 (296) 에 이르는 거리도 동일하다.The distance is equal to up to inside the contact hole (29 1) inside the contact holes (29, 4) inside the contact holes and the distance (29, 5) inside the contact hole (29 1) from up to from. Similarly, the same degree distance from the inside contact holes (29, 6) from the inside of the contact hole (29 2) inside the contact holes (29, 5) and a distance inside the contact hole (29 2) ranging from.
N+불순물 확산층 (223) 은 내부 콘택홀 (291-293) 을 통하여 중간 도전층 (341) 에 접속되고, 또한 중간 도전층 및 콘택홀 (301-303)을 통하여 방전라인 (51) 에 접속된다. N+불순물 확산영역 (224) 은 내부 콘택홀 (294-296) 을 통하여 중간 도전층 (342) 에 접속되고, 또한 중간 도전층 (342) 및 콘택홀 (304-306) 을 통하여 사다리부 (28) 에 접속된다.N + discharged via the impurity diffusion layer (22 3) is inside the contact hole (29 1 -29 3), the intermediate conductive layer (34 1) is connected to a further intermediate conductive layer and the contact hole (30 1 -30 3) via line (51). N + impurity diffusion region (22, 4) inside the contact holes (29 4 -29 6) it is connected to a middle conductive layer (34 2) via a further intermediate conductive layer (34 2) and contact holes (30 4 -30 6 Is connected to the
도 7 은 소자 구조를 보이기 위하여 도 6 의 라인 (Ⅶ-Ⅶ') 을 따라 취한 단면도를 도시한다. 중간 도전층 (341-342) 은 하나 이상의 높은 녹는점을 갖는 금속, 실리사이드, 다결정 실리콘 또는 이들의 중첩, 을 이용하여 형성된다. N+불순물 확산층 (224) 보다 깊은 N+불순물 확산층 (35) 이, N+불순물 확산층 (224) 아래에, 콘택홀 (294-296) 의 위치에 대응하는 P 형 반도체기판 (21) 상에 형성된다. N+불순물 확산층 (35) 은 내부 콘택홀 (294-296) 이 개방된 후에 불순물을 주입함으로써 형성된다.FIG. 7 shows a cross-sectional view taken along line VII-VII 'of FIG. 6 to show the device structure. An intermediate conductive layer (34 1 -34 2) is formed using a metal having at least one high melting point, a silicide, polysilicon or a nested. N + impurity diffusion layers (22, 4) the deep N + impurity diffusion layer (35) than a, N + impurity diffusion layers (22, 4), a contact hole (29 4 -29 6) P-type semiconductor substrate (21 corresponding to a position below ) Is formed on. N +
양 (즉, "+") 의 현저한 전압이 패드 (26) 에 인가되는 경우에, N+불순물확산층 (221,223,224,226,227) 중의 어느 하나에서 브레이크다운이 발생한다. 예를 들어, 이러한 설명에서, 도 4 의 N+불순물 확산층 (222) 의 A 지점에서 브레이크다운이 발생한다.When a positive (i.e., "+") significant voltage is applied to the
이 때에, P 형 반도체기판 (21) 으로 전류가 흐르고, A' 지점에서의 P 형 반도체기판 (21) 의 전압이 증가한다. 그러므로, N+불순물 확산층 (223) 및 P 형 반도체기판 (21) 사이의 접합이 순방향으로 바이어스된다. 그 결과로, 전류가 방전라인 (51) 으로 흐른다. 이 전류는 기저 전류로서 동작한다. 그 결과로, 기생 바이폴라트랜지스터의 바이폴라 동작이 A' 지점에서 개시된다.At this time, current flows to the P-
이 때에, 바이폴라 동작은 A' 지점 근처의 또다른 바이폴라 동작을 유발한다. 따라서, 최종적으로는, 바이폴라 동작이 전 영역 (24) 을 통하여 일어나게 된다. 실험에 따르면, 바이폴라 동작의 전파속도는 100 ㎛를 전파하는데 약 40 ㎱ 가 걸린다.At this time, the bipolar operation causes another bipolar operation near the point A '. Thus, finally, bipolar operation occurs throughout the
앞에서 언급되었듯이, 본발명의 실시예에 따르면, 기생 바이폴라트랜지스터부 (24) 가 P+불순물 확산영역에 의해 두 부분으로 분할되지 않기 때문에, 기생 바이폴라트랜지스터부 (24) 가 기생 바이폴라트랜지스터로서 효과적으로 작동한다. 따라서, 상기 트랜지스터부가 더 크며 중앙에 위치해 있다.As mentioned above, according to the embodiment of the present invention, since the parasitic
더욱이, 각각의 N+불순물 확산층 (221-227) 의 네 코너는, 종래의 시스템에서 만큼 (실질적으로 직각을 형성하는) 직사각형이 아닌, 둔각을 갖는다. 따라서, N+불순물 확산층 (221-227) 의 한 코너에서 접합 브레이크다운이 일어나는 경우, 과도한 전류의 집중이 일어나지 않아서, 손상이 최소화된다.Furthermore, each of the four corners of the N + impurity diffused layer (22 1 -22 7) is non-rectangular (substantially forming a right angle with) as in conventional systems, and has a obtuse angle. Thus, if N + in a corner of the impurity diffusion layers (22 1 -22 7) junction breakdown occurs, because the concentration of the excess current occurs, and minimizes the damage.
접합 브레이크다운은 N+불순물 확산영역 (221-227) 의 네 코너에서 일어날 수도 있다. 그러나, 거리 (d1) 가 거리 (d2) 보다 길기 때문에, N+불순물 확산층 (221-227) 자체의 저항에 의해 전류밀도가 억제된다.Junction breakdown may occur in the four corners of the N + impurity diffusion region (22 1 -22 7). However, since the distance (d 1) is longer than the distance (d 2), the current density is suppressed by the resistance of the N + impurity diffused layer (22 1 -22 7) itself.
더욱이, 종래의 배치에서 처럼, N+불순물 확산층 (223) 의 내부 콘택홀 (291-293) 이 N+불순물 확산층 (224) 의 내부 콘택홀 (294-296) 과 마주보며 위치하지 않는다. 그 대신에, 콘택은 서로 오프셋 (offset) 된다. 따라서, 예를 들어, 내부 콘택홀 (294) 로부터 내부 콘택홀 (291) 에 이르는 전류 경로는, 이러한 콘택홀이 서로 마주보며 위치해 있는 경우의 전류 경로에 비해, 상대적으로 길어지게 된다. 그러므로, 저항이 커진다. 따라서, N+불순물 확산층 (221-227) 에 의해 초래되는 저항이 전류를 감소시킨다.Furthermore, as in the conventional arrangement, N + impurity diffusion layer (22 3) inside the contact hole (29 1 -29 3) of the facing and the internal contact hole (29 4 -29 6) of the N + impurity diffusion layers (22, 4) It is not located. Instead, the contacts are offset from each other. Thus, for example, the current path from inside the contact hole (29 1) from the inside of the contact hole (29, 4) is, compared to the current path in the case where such a contact hole situated facing each other, becomes relatively longer. Therefore, the resistance is large. Accordingly, N + the resistance caused by the impurity diffusion layers (22 1 -22 7) to reduce the current.
또한, N+불순물 확산층 (35) 이 N+불순물 확산층 (22) 보다 깊다. 따라서, 콘택홀 (291-296) 아래에서의 접합 브레이크다운이 방지된다.In addition, the N +
실제로, 50 × 50 μ㎡ 의 영역에서, 50 ㎛ 의 길이를 각각 갖는 다섯 개의 N+불순물 확산층 (222-226) 이 평행하게 배치된다. 그러므로, 기생 바이폴라트랜지스터부 (24) 는 기생 바이폴라트랜지스터로서 20 ㎱ 미만에 동작한다. 바람직하게도, N+불순물 확산층 (22) 의 길이는 100 ㎛ 미만이고, 기생 바이폴라트랜지스터부 (24) 의 면적은 100 × 100 μ㎡ 미만이다.In fact, in the area of 50 × 50 μ㎡, five N + impurity diffusion layer having a length of 50 ㎛ respectively (22 2 -22 6) are arranged in parallel. Therefore, the parasitic
더욱이, 불순물 확산층 (22,23) 은 금속패드 (26) 로부터 방전라인 (51) 에 이르는 방향을 따라 평행하게 형성된다. 따라서, 전류 경로가 최소화된다.Further, impurity diffusion layers 22 and 23 are formed in parallel along the direction from the
상기한 설명에서, 기생 바이폴라트랜지스터부 (24) 내의 N+불순물 확산층 (22) 의 총수는 5가지이다. 그러나, 이 5가지로 제한되지는 않으며, 3 이상의 홀수를 사용할 수도 있다. 또, 콘택홀 (29,30) 의 모양도 자유롭게 정할 수도 있다.In the above description, the total number of N + impurity diffusion layers 22 in the parasitic
상기 실시예에서는 P형 반도체기판 (21) 을 이용하였지만, 본 발명에 따라 N형 반도체기판을 사용하여 동일한 구조를 제공할 수도 있다. 이와 유사하게, PNP 형의 기생 바이폴라트랜지스터를 제공할 수도 있다.In the above embodiment, although the P-
본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였지만, 당업자는 첨부된 청구범위의 범위 및 사상 내에서 변경을 가하여 본 발명을 실시할 수 있음을 알 수 있다.Although the present invention has been described through preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced with modification within the scope and spirit of the appended claims.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단일칩 반도체시스템에 향상된 정전기보호기를 제공함으로써, 정전기로부터 내부회로를 효과적으로 보호할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by providing an improved electrostatic protector in a single-chip semiconductor system, there is an effect that can effectively protect the internal circuit from static electricity.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8319480A JP2943738B2 (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Electrostatic protection circuit in semiconductor device |
JP96-319480 | 1996-11-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19980042939A KR19980042939A (en) | 1998-08-17 |
KR100305099B1 true KR100305099B1 (en) | 2002-03-08 |
Family
ID=18110683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970064853A KR100305099B1 (en) | 1996-11-29 | 1997-11-29 | Single-chip system having electrostatic discharge (esd) protective circuitry |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5923079A (en) |
JP (1) | JP2943738B2 (en) |
KR (1) | KR100305099B1 (en) |
CN (1) | CN1139995C (en) |
TW (1) | TW375839B (en) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6628493B1 (en) * | 1999-04-15 | 2003-09-30 | Texas Instruments Incorporated | System and method for electrostatic discharge protection using lateral PNP or PMOS or both for substrate biasing |
JP3708764B2 (en) | 1999-09-07 | 2005-10-19 | Necエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
US6717229B2 (en) | 2000-01-19 | 2004-04-06 | Fabtech, Inc. | Distributed reverse surge guard |
WO2001054197A1 (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-26 | Fabtech, Inc. | Distributed reverse surge guard |
JP4360733B2 (en) * | 2000-03-07 | 2009-11-11 | シャープ株式会社 | Wiring structure |
EP1299932A4 (en) * | 2000-06-15 | 2006-04-26 | Sarnoff Corp | Multi-finger current ballasting esd protection circuit and interleaved ballasting for esd-sensitive circuits |
JP4025023B2 (en) * | 2001-01-18 | 2007-12-19 | 株式会社東芝 | Semiconductor device |
US6462393B2 (en) | 2001-03-20 | 2002-10-08 | Fabtech, Inc. | Schottky device |
KR100443771B1 (en) * | 2002-01-28 | 2004-08-09 | 삼성전자주식회사 | Container of workpeace and apparatus for opening or closing the container of workpeace |
JP3778152B2 (en) * | 2002-09-27 | 2006-05-24 | 株式会社デンソー | diode |
US7847317B2 (en) * | 2002-12-31 | 2010-12-07 | Intel Corporation | Low-capacitance electrostatic discharge protection diodes |
US6756834B1 (en) | 2003-04-29 | 2004-06-29 | Pericom Semiconductor Corp. | Direct power-to-ground ESD protection with an electrostatic common-discharge line |
JP4759982B2 (en) * | 2003-12-18 | 2011-08-31 | 株式会社デンソー | diode |
KR100772097B1 (en) | 2005-06-11 | 2007-11-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | Electrostatic protection device for semiconductor circuit |
KR100861294B1 (en) * | 2006-02-24 | 2008-10-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | Electrostatic protection device for semiconductor circuit |
JP5147044B2 (en) * | 2007-01-16 | 2013-02-20 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
JP2008218564A (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device |
KR100824775B1 (en) * | 2007-06-18 | 2008-04-24 | 삼성전자주식회사 | Transistor for eos and protection circuit including the same |
JP2014225483A (en) | 2011-09-16 | 2014-12-04 | パナソニック株式会社 | Semiconductor integrated circuit device |
CN102544078A (en) * | 2012-02-20 | 2012-07-04 | 中国科学院微电子研究所 | Polycrystalline silicon bipolar transistor and manufacturing method thereof |
WO2022215485A1 (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-13 | 株式会社ソシオネクスト | Semiconductor integrated circuit device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0494167A (en) * | 1990-08-09 | 1992-03-26 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPH05335485A (en) * | 1992-05-28 | 1993-12-17 | Fujitsu Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
JPH0758289A (en) * | 1993-08-09 | 1995-03-03 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2644342B2 (en) * | 1989-09-01 | 1997-08-25 | 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device with input protection circuit |
KR960002094B1 (en) * | 1990-11-30 | 1996-02-10 | 가부시키가이샤 도시바 | Semiconductor device having input protection circuit |
DE4200884A1 (en) * | 1991-01-16 | 1992-07-23 | Micron Technology Inc | Integrated semiconductor circuit with connector to external circuit - has bipolar transistor with collector terminal coupled to bus, and emitter and base terminals to reference potential |
EP0622849B1 (en) * | 1993-04-28 | 1999-09-22 | Co.Ri.M.Me. Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | A monolithic integrated structure of an electronic device having a predetermined unidirectional conduction threshold |
JP2972494B2 (en) * | 1993-06-30 | 1999-11-08 | 日本電気株式会社 | Semiconductor device |
JP2822915B2 (en) * | 1995-04-03 | 1998-11-11 | 日本電気株式会社 | Semiconductor device |
US5670814A (en) * | 1996-06-03 | 1997-09-23 | Winbond Electronics Corporation | Electrostatic discharge protection circuit triggered by well-coupling |
US5721656A (en) * | 1996-06-10 | 1998-02-24 | Winbond Electronics Corporation | Electrostatc discharge protection network |
-
1996
- 1996-11-29 JP JP8319480A patent/JP2943738B2/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-11-25 TW TW086117886A patent/TW375839B/en not_active IP Right Cessation
- 1997-11-28 US US08/969,341 patent/US5923079A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-11-28 CN CNB971219583A patent/CN1139995C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-29 KR KR1019970064853A patent/KR100305099B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0494167A (en) * | 1990-08-09 | 1992-03-26 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPH05335485A (en) * | 1992-05-28 | 1993-12-17 | Fujitsu Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
JPH0758289A (en) * | 1993-08-09 | 1995-03-03 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1139995C (en) | 2004-02-25 |
TW375839B (en) | 1999-12-01 |
KR19980042939A (en) | 1998-08-17 |
CN1184276A (en) | 1998-06-10 |
JP2943738B2 (en) | 1999-08-30 |
US5923079A (en) | 1999-07-13 |
JPH10163433A (en) | 1998-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100305099B1 (en) | Single-chip system having electrostatic discharge (esd) protective circuitry | |
US10366980B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US5442217A (en) | Semiconductor apparatus including a protection circuit against electrostatic discharge | |
EP0488340B1 (en) | Semiconductor device having input protection circuit | |
US5181092A (en) | Input protection resistor used in input protection circuit | |
KR100333519B1 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
US6791200B2 (en) | Semiconductor memory device | |
US20010018757A1 (en) | Method of layouting semiconductor integrated circuit and apparatus for doing the same | |
JP3332123B2 (en) | Input protection circuit and semiconductor device using the same | |
US5708610A (en) | Semiconductor memory device and semiconductor device | |
US6657264B2 (en) | Layout method of latch-up prevention circuit of a semiconductor device | |
US6455896B1 (en) | Protection circuit for a memory array | |
US6028341A (en) | Latch up protection and yield improvement device for IC array | |
US5304835A (en) | Semiconductor device | |
JPS63289962A (en) | Electrostatic protective circuit | |
US5777369A (en) | Bit-line pull-up circuit or static random access memory (SRAM) devices | |
JPH0766370A (en) | Semiconductor device | |
US5990731A (en) | Input/output protection circuit | |
US20070200140A1 (en) | Electrostatic protection device for semiconductor circuit for decreasing input capacitance | |
KR100333128B1 (en) | Electrostatic Protection Devices of Semiconductor Devices | |
US20050145948A1 (en) | High density rom cell | |
KR100639222B1 (en) | Electrostatic protection device for semiconductor circuit | |
KR950008245B1 (en) | Semiconductor device | |
JPS61263262A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
EP0352985A2 (en) | Semiconductor device with component circuits under symmetric influence of undesirable turbulence |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130705 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140716 Year of fee payment: 14 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |